| Home | E-Submission | Sitemap | Editorial Office |  
top_img
Journal of Korean Society for Quality Management > Volume 53(3); 2025 > Article
군수품 획득 간 성능 최적화 및 비용절감을 위한 HSI(Human Systems Integration) 적용 필요성 고찰

Abstract

Purpose

As Korea expands its defense exports, international customers are demanding systems that prioritize both performance and human-centered design. This study examines how Human Systems Integration (HSI) can support these goals while reducing Total Ownership Cost (TOC).

Methods

This study reviewed HSI programs in the U.S. and the U.K., focusing on their integration into acquisition policies, such as DoDD 5000.01 and DoDI 5000.95. The study outlines seven HSI domains and discusses key activities, such as requirements definition, trade-offs, and verification, based on SAE 6906. The study also presents case studies on cost savings using tools like IMPRINT.

Results

The early application of HSI optimizes design and reduces risk. U.S. cases demonstrate that HSI requires only 2–4.2% of development costs yet provides substantial returns by reducing manpower requirements and operational risks. These outcomes are particularly relevant to Korea, which faces workforce limitations and increasing export demands.

Conclusion

To enhance readiness and remain globally competitive, Korea should institutionalize HSI in defense acquisitions. This includes forming specialized teams, updating legal frameworks, and integrating HSI with IPS and RAM-C. A localized strategy is essential for effective implementation and long-term cost efficiency.

1. 서 론

최근 K-방산의 비약적인 성장에 따라 대한민국의 무기체계는 세계 각국에 수출되며 글로벌시장에서 그 경쟁력을 인정받고 있다. 이에 따라 호주, 노르웨이, 핀란드, 인도 등 주요 구매국들은 단순한 성능 중심의 무기체계뿐만 아니라 사용자의 안전, 편의성, 임무 수행 효율성 등 인간 중심의 통합 설계요소를 적극적으로 요구하고 있다(DTaQ, 2023). 이러한 추세는 무기체계 설계·개발 전반에 걸쳐 사용자의 특성과 요구를 반영하는 체계적인 접근의 필요성을 더욱 부각시키고 있으며, 기존의 단편적 설계·시험 방식만으로는 한계가 있음을 시사한다.
방위사업청은 이러한 국제적 요구에 부응하고, 군수품 안전 확보를 위해 MIL-STD 882E 시스템 안전(System Safety)에 기반한 ‘체계 안전성’을 획득 절차에 반영하는 시도를 해오고 있으며(DTaQ, 2023), 더불어 산업통상자원부와 업무협약을 통해 군수품의 성능뿐만 아니라 사용자의 안전과 편의를 제공하는 중요한 요소로서 무기체계의 설계(Design)를 강조하였다(KPB, 2023). 이러한 노력은 고무적이지만, 체계 공학 능력 성숙도 모델(Capability Maturity Model) 개념에서 사업관리-지원-공학 영역이 유기적으로 시너지 효과를 발휘하기에는 다소 제한적인 수준에서만 이루어지는 것으로 볼 수 있다.
한편, 미국은 1980년대 육군의 MANPRINT (Manpower and Personnel Integration)를 시작으로 시스템에 인간(human)을 통합하는 개념을 도입하기 시작하였으며, 2003년에는 의회에서 HSI(Human Systems Integration)를 국방 획득 절차에 포함하도록 지시하였다(Balckwood et al., 1988). 이때 HSI는 시스템의 설계, 개발, 운영 및 유지보수 단계에서 인간의 능력과 한계를 고려하여 전체 시스템 성능(TSP, Total System Performance)의 최적화를 목표로 하는 종합적이고 다학제적인 접근 방식이라고 DoDD 5000.01 및 DoDI 5000.95에 정의되어 있다(DoD, 2022(a); DoD, 2022(b)). 이와 유사하게 영국에서는 HFI(Human Factors Integration)라는 명칭으로 통합 프로그램이 운영되고 있으며(UK MoD, 2021), 다양한 국방관련 기관들에서도 HSI관련 프로그램을 운영하고 있다(Fig. 1).
이에 본 연구에서는 HSI 프로그램에 대한 조사 분석을 통해, 성능 최적화 및 비용 절감을 바탕으로 군수품의 획득 절차 적용 필요성에 대해 고찰해 보고자 한다.

2. HSI 기본 개념

2.1 HSI 란

미 국방부의 HSI 가이드북(OUSD(R&E), 2022), 미 육군 규정 AR 602-2 Human Systems Integration in the System Acquisition(U.S. Army, 2022) 등에서 HSI에 대한 개념을 제시하고 있으며, 국방 계약 단계에서 업무 식별 및 수행을 위해 2019년 SAE International에서 SAE 6906을 개발하여 표준화하고 있다(SAE International, 2023). SAE 6906에 따르면, HSI는 SE 프로세스 및 프로그램 관리 노력으로, 인간요소공학(HFE), 인력(Manpower), 인사(Personnel), 훈련(Training), 안전 및 산업보건(S&OH), 부대방호 및 생존성(FP&S), 그리고 거주성(Habitability)에 대한 요구 사항, 개념 및 리소스에 대한 통합적이고 종합적인 분석, 설계 및 평가를 제공하는 것으로 정의되는데, Fig. 2와 같이 국방분야 뿐만 아니라, 미항공우주국, 미 국토안보부, 철도 공사 등 대규모 사업 영역 전반에서 HSI 프로그램을 적용하고 있다(NASA, 2021).

2.2 HSI 도메인

미 국방부는 HSI를 7개의 도메인으로 구분하여 관리하고 있다. 이러한 도메인은 국가, 기관, 또는 군별로 차이가 있을 수 있는데, 예를 들면, 캐나다는 총 5개의 도메인(Human factors, System Safety, Training, Health hazards, Personnel)을 가지며, 미 공군은 환경(Environment) 도메인을 추가하여 시스템이 물, 공기, 육지에 미치는 영향과 생명체 사이의 상호관계를 최소화하고 유해물질 사용과 오염물질 방출을 줄임으로써 환경 오염을 방지하도록 노력하고 있다. 이때 가장 중요한 것은 HSI를 구성하는 각 도메인 내 또는 도메인간, 그리고 도메인을 넘어서 다른 엔지니어링 분야까지 트레이드 오프를 통해 최적의 방안을 도출하고 선정하여 시스템을 구현한다는 것이다.

2.2.1 인력(Manpower)

인력 영역은 특정 업무를 수행하는 데 필요한 총 인력 또는 직책 수를 다룬다. 작업 요구 사항에 따라 색인화되며, 해당 작업의 수행에 필요한 인력에 대한 설명과 시스템을 운영, 유지 관리, 교육 및 지원하는 데 필요한 인력 수를 다룬다.

2.2.2 인사(Personnel)

인사 영역은 직무를 적절히 수행하는 데 필요한 인간의 적성(즉, 인지, 신체 및 감각 능력), 지식, 기술, 능력 및 경험 수준과 자재 및 정보 시스템을 교육, 운영 및 유지하는 데 필요한 경험 수준을 다룬다.

2.2.3 훈련(Training)

시스템의 운용, 정비 및 지원을 수행할 인력을 대상으로 한 교육에 관한 정책, 절차, 기술적 요소 전반을 다룬다. 여기에는 교육에 활용되는 보조 도구, 장비, 시뮬레이터 및 시뮬레이션 시스템, 훈련 계획 수립, 그리고 훈련에 필요한 자원의 확보 및 배치(provisioning) 활동이 포함된다.

2.2.4 인간요소공학(HFE, Human Factor Engineering)

최소한의 비용과 인력, 기술 및 교육 수요로 효율적이고 효과적이며 안전한 시스템 성능을 달성하기 위해 시스템 또는 장비 설계 및 개발에 인간의 능력과 한계에 대한 지식의 적용을 다룬다.

2.2.5 거주성(Habitability)

인력 영역은 특정 업무를 수행하는 데 필요한 총 인력 또는 직책 수를 다룬다. 작업 요구 사항에 따라 색인화되며, 해당 작업의 수행에 필요한 인력에 대한 설명과 시스템을 운영, 유지 관리, 교육 및 지원하는 데 필요한 인력 수를 다룬다.

2.2.6 부대방호 및 생존성(FP&S, Force Protection and Survivability)

적의 공격 가능성, 탐지 가능성, 공격받을 확률을 줄이고 시스템 손상과 병사 부상을 최소화할 수 있는 시스템의 특성을 다룬다.

2.2.7 안전 및 산업보건(S&OH, Safety and Occupational Health)

운영자 또는 유지보수자의 급성 또는 만성 질병, 장애, 부상 또는 사망 위험을 최소화하고, 의도된 운영 환경에서 시스템을 운영, 유지보수 또는 지원하는 직원의 업무 수행 능력과 생산성을 향상시킬 수 있는 시스템 설계의 특성을 다룬다.

2.3 도메인 기술활동

HSI는 시스템 획득 활동 내에서 임무 요구사항의 달성을 위해 설계, 통합, 시험 및 운영지원하는데 필요한 도메인 활동을 지속 수행한다. 특히, HSI는 요구사항 정의, 분석, 검증 등 SE(System Engineering) 기술 프로세스와 통합되어야 하는데 전체 비용의 85% 이상이 결정되는 초기 개념 및 설계단계에 적용할 때 가장 효과적이다(DAPA 2024).

2.3.1 요구사항 정의

시스템에서 HSI가 구현되도록 하려면 요구사항을 최초 개발 시점부터 반영하고, 검증되도록 해야 한다. 미군의 경우에는 초기능력문서(Initial Capability Document, ICD)에 담기고 있으므로, 우리 군도 소요제기 단계의 문서부터 반영을 고려하는 것이 타당할 것이다. 이를 위해 최초 요구단계에서 고려가 필요한 일부 도메인의 대표 사례를 Table 1에 나타내었다(USAF, 2009). 인간요소공학 도메인의 경우 업무/거주 공간, 시스템 및 디스플레이 통합, 운영성/유지보수성, 인체측정 및 인간공학, 자동화, 주변환경 등에 대한 영향 및 제약이 있는지를 기본으로 분석하고, 거주성 도메인의 경우 인간의 수행능력에 영향을 미칠 수 있는 허용되지 않는 상태가 일어나는지, 물리적 환경의 전반적 수용 가능성은 어느 정도인지, 생활환경(개인위생, 배설물, 숙소, 식당, 운동 공간, 여가, 쓰레기, 수화물 보관 등) 등에 대해 분석하게 된다.
초기 요구사항은 시스템의 운영 성능 기준을 지정하도록 핵심성능요소(Key Performance Parameter, KPP), 핵심체계속성(Key System Attribute, KSA), 부가성능속성(Additional Performance Attribute, APA)에 따라 임계값을 정의하게 된다. 이를 위하여 미 공군은 8가지 원칙(측정 가능, 달성가능, 필요성, 정확성, 명확성, 우선성, 체계성, 결과 지향성)에 따라 이를 능력개발문서(Capability Development Document, CDD)/능력생산문서(Capability Production Document, CPD)에 표현하도록 요구하고 있으며, 이에 대한 예시를 Table 2에 나타냈다.
FP&S 핵심성능요소 중 “시스템으로부터 사람에게 미치는 열 스트레스를 고려한” 임계값은 해당 시스템이 기존 장비보다 승무원에게 더 적은 열 부담을 가하는데, 이는 구체적으로, 85% RH 환경에서, 30분 노출시에 견딜 수 있어야 하며, 일반적인 조종석의 환경(70 °F 및 40% RH)에서는 열을 식힐 수 있으며, 최대 일일 통상 출격 시간 동안 열 부담을 최소화할 수 있어야 함을 명시한다. 또한 요구사항 충족여부 확인을 위해서는 승무원 의복의 정량화된 투습지수 측정과 함께 주관적 설문조사를 포함하되, 이때 어느 사항에서도 심부온도(core temperature)는 38.3°C(101°F)를 초과하지 않아야 한다. 다만, “능동적 냉각 조치가 있는 경우(예: 냉각조끼) 항공기의 추가적인 개조가 필요하지 않다”와 같은 구체적인 제외 단서 조건도 병행하여 제시하고 있다(USAF, 2009).

2.3.2 도메인 트레이드 오프

트레이드 오프는 인적 요소와 그 영향을 시스템에 가장 효과적이고 경제적으로 통합하기 위한 HSI의 활동이다. HSI 도메인 트레이드 오프는 HSI 도메인 고려사항을 통합하는 모든 연구로 주요 결정과 대안 평가를 지원하는데, 그 범위는 도메인 내 또는 도메인간, 그리고 도메인을 넘어 다른 엔지니어링 분야 또는 획득 활동까지 포함된다. 그리고 다양한 요인들의 상호작용을 고려하는 것은 복잡하기 때문에 최적 의사결정의 지원을 위한 방법에 대해 많은 연구가 수행되고 있다.
Booher(2003)의 HSI 핸드북에서는 “....인력과 인사 도메인 간의 상호작용을 살펴보면 인력 요구사항이 증가하면 즉, 더 많은 인원이 필요로 하면 인원들에 대한 인사에 대한 품질이 떨어진다. 마찬가지로 시스템의 인간요소공학(HFE)이 제대로 이루어지지 않으면 훈련 요구사항이 증가한다. 훈련, 인력 및 장비 설계 간의 다중적인 트레이드오프는 가장 높은 동인 요소를 최소화하는 것이 종종 HSI 시행의 주요 고려사항이 된다.”라고 나타나는데(Booher 2003), 이러한 사례는 HSI 시행간 도메인 내에서 시스템의 요구사항 충족을 위해 다양한 도메인들이 트레이드 오프를 통해 최적의 방안을 도출하는 사례를 보여준다.
SAE 6906에 따르면 HSI 트레이드 오프 연구는 먼저 목적과 범위를 반영한 계획을 수립하고, 가장 중요한 트레이드 오프를 파악 후, 파급효과를 고려한 기준값을 확인한다. 단, 이때 기준별 가중치는 이해관계자가 합의되어야 하며, 최종 기준을 설정한 후에 계획에 따라 트레이드 오프가 실행되며 그 결과는 문서화된다(Fig. 3).

2.3.3 분석 및 검증

시스템에서 HSI가 구현되도록 하려면 요구사항 개발, 트레이드 오프 수행, 시험 평가시 이에 대해 기준을 어떻게 수립하고 검증할 수 있는지에 대한 도구와 방법론이 필요하다. UAS 시나리오의 연구에서(Tvaryanas, 2014) 한정된 예산 범위 내에서 운영자의 시각적 작업 부하를 최소화는 시스템을 획득하는 사례를 보면, HSI 업무 수행을 위해서는 인지 작업 분석을 통해 어떠한 화면 구성이 시각적 업무 부하(workload)를 유발하는지 정보가 있어야 한다. 이를 토대로 모니터 구성, 화면 레이아웃, 작업 완료 시간(적성과 훈련 시간의 함수) 등 복합적 비용 모델에서 예상 작업량에 대한 시나리오 성공 여부를 판단하게 된다.

2.4 시스템 엔지니어링과 HSI

방위사업 획득 분야에서 시스템 엔지니어링 적용은 시스템 성능, 비용, 일정 및 균형을 정의하고 조정하기 위한 통합 기술 프로세스로서 필수적이나, 현대에 이르러서는 기술 관리 프로세스에 집중하는 전통적 정의에서 벗어나 관련된 다른 학문 분야를 통합하기 시작했다. 이를 반영하듯이 미 획득 절차 내에서는 DoDD 5137.02 및 DoDI 5000.88에 따라 프로젝트 수행에 필요한 기술 활동을 보완하는 구성 요소로서 특수공학(Specialty Engineering)을 활용하도록 명시하고 있는데, HSI를 신뢰성(Reliability and Maintainability), 품질(Quality and Manufacturing), 시스템 안전(System Safety), 부품관리(Part Management), 소프트웨어 공학(Software Engineering)과 더불어 총 6개의 특수공학 중 하나의 도구로서 적용을 요구하고 있다(DoD, 2020(a); DoD, 2020(b)). 이와 함께, 미 국방부의 SE 가이드북에서는 주요 전력획득(Major capability acquisition)을 위한 종합적인 HSI 프로그램을, 2년 내 전력화가 필요한 신속전력획득(Urgent Capability Acquisition)은 맞춤형 HSI로 개념개발지원, 훈련 및 안전/생존성 지원 등에 중점을 둔 다양한 형태로 적용을 지시하고 있다(OUSD(R&E), 2021).

3. 총소유비용 측면에서의 HSI

3.1 HSI 도입 비용과 혜택

인간에 대한 가중치를 하드웨어 및 소프트웨어와 동급으로 두고 시스템을 구현하는 것은 성과 측면에서 이점이 있으리라고 예상은 되지만, 획득 프로세스 전체에서 HSI의 잠재적 효과를 측정하고 투입 예산을 정량화하는 것은 쉽지 않으므로 정책 수립시 HSI를 반영하도록 결정하는 것은 어려운 문제이다. 미국에서도 초기 HSI 실행을 저해하는 문제점으로 자금 지원자와 프로그램관리자가 HSI를 우선으로 두지 않고 효과적인 의사소통(시스템 엔지니어-HSI 도메인 전문가간)이 부족하다는 점을 지적하였다(Pew & Mavor, 2007).
HSI를 획득에 적용함으로써 사업의 효율성 확보를 직관적으로 확인할 수 있는 결과는 비용이다. HSI에 대한 예산은 설계 비용의 0~8%(Booher, 2003), 개발 비용의 0.5~6% 수준으로 알려져 있으며(Hweitt, 2003), 미 공군 핸드북에서는 총 시스템 획득 비용의 2~4.2%를 차지하여 투자 대비 40~60배의 투자수익률(Return on Investment, ROI)을 가져다준다고 보고하였다(USAF, 2009). 이러한 혜택은 HSI를 고려함으로써 피할 수 있는 사고 비용, 산업 보건 영향에 대한 과거 데이터를 사용하여 추정되거나, 시스템 사용이 인간에게 미치는 영향을 시뮬레이션한 모델로 생성될 수 있다. 미 공군과 육군에서 사용하는 HARDMAN(Human Allocation Research and Development for Manpower) III나, 미 육군연구소에서 국방부 전체에서 사용하도록 개발한 IMPRINT(Improved Performance Research Integration Tool)가 시뮬레이션 승무원에게 특정 작업을 할당하고, 각각 투입되는 노력을 계산하는 대표적인 모델이다(Booher, 2003).

3.2 문헌으로 보고된 HSI 이점

HSI의 이점으로 가장 널리 인용되는 사례는 코만치 헬리콥터 프로그램으로서, HSI를 적용하여 44:1의 ROI 및 20년간 91명의 사망자와 116명의 장애 부상을 방지할 수 있었던 것으로 알려져 있다(Booher, 1997). 이 외에도 국방 분야의 HSI 적용에 따른 비용 혜택 사례를 Table 3에 나타내었다(Australian DoD, 2010). 이중, 미국 회계감사원(Government Accountability Office, GAO)에서는 HSI에 대한 해군 함정을 주축으로 한 인력 절감 효과를 보고하면서, 이를 다른 시스템으로 확대 적용해야한다고 제안하였다. 또한 미 공군에서도 HSI 평가 프로세스를 통해 승무원 수를 절감하고 30억 달러 이상의 수명주기 비용 절감을 언급하였다. 더불어 원격조종 또는 무인차량에서도 HSI가 상당한 관심의 대상이 되고 있으며, 무인항공기 사고에 대한 원인으로서 HF(Human Factor)를 강조하거나, IMPRINT모델을 사용하여 UAV 관련 운영자의 작업 부하에 대한 평가를 제안하기도 하였다.

4. HSI의 한국군 적용 필요성 및 방안

2025년 현재 대한민국은 첨단 과학 중심의 군수품 획득을 통해 글로벌파이어파워(GFP) 군사력 순위에서 상위권을 유지하고 있다(GFP, 2024). 그러나 북한의 비대칭 전력 강화와 함께 주변국들의 군사력 보강 등에 따라 무기체계의 기술적 발전과 획득만으로 국가 안보의 지속적인 유지는 장담할 수는 없는 상황이다. 결국 안보 측면에서 무기체계의 효율적인 운영과 언제든 사용할 수 있는 가용성 확보가 뒷받침되어야 하는데, 이를 위해서는 군수품과 병력 간 상호작용을 최적화하여 전투 환경에서 효율성을 극대화하고, 군수품의 성능을 안정적으로 유지하며, 운용 과정에서 발생할 수 있는 인명사고를 예방함으로써 시스템 운용비용을 절감하고 전투력을 향상시켜야 한다. 한편, 미국이나 유럽은 앞서 설명한 사례와 같이 HSI를 이미 적용하고 있으므로 K-방산 수출의 지속가능한 미래를 위해서 조기에 적용하기 위한 노력이 필요하다.

4.1 한국군 적용 필요성

HSI는 군수품의 설계 단계부터 운용과 유지관리의 전 과정을 인간 중심의 관점으로 최적화하는데 중점을 둔다. 이를 통해 운용자의 인지적 부담을 최소화하거나, 교육훈련이 필요한 비용과 시간의 절약 및 제한된 병력의 효율적 운영을 통해 군수품의 성능 향상과 효율성 강화에 기여할 수 있다. 이와 함께 운용간 발생할 수 있는 사고와 인적 오류를 예방함으로써 지속적인 전투력 유지와 저출산에 따른 병력감소 문제 해결에 기여 할 수 있다.
한편, 최근 K-방산 무기체계의 수출은 2010~2020년 동안 연평균 30억 달러 수준에 머물렀지만, 2021년에는 70억 달러, 2022년에는 170억 달러로 급증했다(NABO, 2023). 그러나 이러한 K-방산의 지속적인 수출 유지를 위해서는 성능 향상뿐만 아니라, 사용자 중심 설계와 총 수명주기 비용(Total Cost of Ownership, TCO)의 절감이 필수적이다. 무엇보다도 최근에는 구매국에서 운용자의 안전성과 편의성을 반영한 설계를 요구하고 있어, 이에 대한 고려가 뒷받침되어야 한다. 따라서 K-방산의 지속가능한 성장과 경쟁력 유지를 위해서는 개발단계에서부터 HSI 기반의 설계가 필요한 것이다. 무엇보다도 산업 전반에 걸쳐서 국민의 안전과 보건에 대한 관심이 증대되는 방향으로 변화가 진행되고 있으며, 법적 규제도 강화되고 있는 실정이다. 결국 이러한 변화는 방위산업도 예외일 수 없기 때문에, 군수품의 운영과 관리 모든 관점에서 HSI를 통한 운용자 안전과 보건을 보장하는 형태로 체계개발의 접근이 요구된다.

4.2 한국군 적용 방안

HSI를 한국에 적용하기 위해서는 현실태와 잠재적 제한요소를 명확히 파악하고 이를 극복하기 위한 체계적인 노력이 수반되어야 한다. 예상 가능한 제한 요소는 다음과 같다. 첫째, HSI를 개발단계에 적용하기 위한 전담조직과 법적 근거가 부족하다. 둘째, 현재 획득 단계에서는 기존의 시스템 중심 접근 방식인 IPS(통합체계지원, Integrated Product Support)에 익숙한 실무자들이 HSI를 추가적인 업무로 인식할 가능성이 있다. 셋째, 신속획득체계를 추하는 과정에서, HSI가 사업 지연의 원인이 될 수 있다는 선입견이 작용할 수 있다. 넷째, HSI 각 도메인에 대한 기술적 이해를 바탕으로 트레이드 오프를 주도할 수 있는 전문 인력과 교육 기반이 부족하며, 운영 초기 단계에서 원활한 적용이 제한될 수 있다.
따라서 우리 군의 획득 및 운영단계에서 HSI의 원활한 적용을 위해서 다음 사항에 대한 검토와 사전연구가 필요하다. 우선 국방부, 방사청은 물론 체계개발 업체 등 모든 업무 유관자들의 HSI 필요성에 대한 공감대 형성이 중요하며, 관련한 전담 조직을 지정하고 방위사업법 개정 등을 통해 업무 수행의 기반이 마련되어야 한다. 또한 HSI는 IPS (통합체계지원)의 12대 요소와 유사해 보일 수 있으나, 양자는 접근 방식과 목적에 있어 분명한 차이가 있다. IPS는 장비의 운영단계에서 가용성 극대화를 위한 운영 요소를 사전에 고려하는 데 목적이 있는 반면, HSI는 인간과 시스템의 통합 최적화를 통해 총소유비용(Total Ownership Cost)을 절감하는 것을 목표로 한다. 특히, HSI는 RAM-C (Reliability, Availability, Maintainability, and Cost)와 같은 총소유비용 기반 분석체계와 연계되어 활발히 활용될 수 있다. 그러므로 HSI가 IPS와 단순히 중복된 업무로 인식되지 않도록 명확히 구분하여 설명하고, 실무자들이 부담을 느끼지 않도록 기존 업무와의 차별성과 연계 방안을 구체화할 필요가 있다. 이를 위해 HSI의 구체적인 적용 방안에 대한 후속 연구와 사례 분석이 뒷받침되어야 한다.
이후 도메인에 대해 전문지식을 보유한 인력 양성이 뒤따라야 하며, 획득단계에서 HSI를 실제적으로 활용해야 하는 실무자(프로그램 관리자)를 대상으로 하는 교육 체계 구축 및 운영이 필요하다. 그리고 이들이 활용할 수 있는 HSI 기준과 표준이 정립되어야 하며, 궁극적으로 도메인간 트레이드 오프 활동을 지원하는 다양한 전문가로 구성된 커뮤니티의 마련이 필요하다. 마지막으로 HSI 적용의 효과성을 정량적으로 평가할 수 있도록 실증 기반 인프라를 확보하고, 비용-효과 분석이 가능한 전담 조직을 구축해야 한다. 이와 함께 아래와 같이 제도적 제언을 추가해 보고자 한다.

4.2.1 방위사업법 관련 규정과의 연계한 제도 마련

첫째, HSI 요구사항의 제도적 반영 기반이 필요하다. 현행 방위사업법 제13조(국방중기계획)와 시행령제20조(국방중기계획 등의 수립), 방위사업법 제15조(소요결정)와 시행령제22조(소요결정 절차), 제17조(방위력개선사업의 추진방법 등) 내용 중 선행연구 부분에는 인간 중심 설계 요구가 체계적으로 반영될 수 있는 법적 근거가 없다. 이에 따라 개념연구서, 운용성능개념서, ROC 등 핵심 문서 작성 시 HSI 도메인을 명시적으로 포함할 수 있도록 법령 개정이 필요하다. 이와 같은 제도적 기반은 개발단계에서 인간 요소가 누락되는 것을 사전에 방지할 수 있다.
둘째, 체계개발 및 시험평가 단계에서 HSI 반영 기준 수립이 요구된다. 시행령 제71조(업무의 위탁) 제3항 품질보증에 관한 업무에는 기술적 성능에 중점을 둔 평가 구조로 되어 있어, HSI 관점에서의 운용적합성이나 정비지원성은 평가 항목에 포함되지 않는다. 이에 따라 기술검토 절차와 시험평가 기준에 HSI 평가 항목을 추가하고, 국방기술품질원 등 유관 기관이 이 기능을 전문적으로 수행할 수 있도록 법적 역할을 명확히 해야 한다.
셋째, HSI 정의 및 적용 절차의 명문화가 필요하다. 방위사업법 제3조(정의)에 HSI의 정의를 신설하고, 사업관리 절차 전반에 HSI 적용을 명문화할 필요가 있다. 방사청은 RFP 작성 시 HSI 요구사항을 도메인별로 명시하고, 업체는 이에 대응하는 HSI 실행계획(HSIPP)을 작성하여 제출하도록 제도화해야 한다. 또한, IPT 구성 단계에서 HSI 기능을 전담하는 인력과 역할을 명확히 지정함으로써 실질적 HSI 관리가 가능해야 한다.
HSI는 단순한 전력화지원요소의 하위 항목이 아니라, 체계 설계와 운용에 통합되어야 하는 독립적이고 필수적인 구성 요소다. 따라서 방위사업법과 시행령에 HSI 정의 신설, 요구사항 반영 의무화, 평가기준 보완, 실행계획 제출 등을 포함한 제도적 정비가 반드시 이루어져야 하며, 이를 통해 방위사업의 전 과정에서 인간 중심 설계가 실질적으로 구현될 수 있도록 해야 한다.

4.2.2 HSI–IPS 통합 기반 마련

군수품 개발의 총수명주기 전반에서 인간시스템통합(HSI)과 통합체계지원(IPS)은 상호보완적으로 작동해야 할 핵심 기능이다. HSI는 인간 중심의 운용성과 안전성을 보장하며, IPS는 전력화 이후의 체계적 지원을 제공하는 구조로 기능 중복을 줄이고 자원 운용의 효율성을 높이는 데 중요한 역할을 한다.
이러한 연계를 효과적으로 실현하기 위해 다음과 같은 실천 전략을 제시해 본다.
첫째, 사업 초기부터 HSI와 IPS 간의 구조적 연계를 명확히 해야 한다. 사업요구서(RFP) 설계 단계에서부터 HSI 도메인 요소들과 IPS 구성 항목 간 상호 영향을 분석하고, 이를 바탕으로 통합 요구사항을 정의해야 한다. 이때 수립되는 HSI 계획은 각 IPS 요소(예: 교육훈련, 정비계획 등)와의 연관성을 매핑 방식으로 구조화하고, 체계의 목적에 따라 인력 운용, 안전 설계, 유지관리 효율화 등을 우선순위에 따라 반영할 수 있도록 설계되어야 한다.
둘째, HSI와 IPS의 산출물 간 중복성과 반복성을 최소화하기 위한 워크플로우 기반의 실행 체계를 갖추는 것이 중요하다. 예컨대, 사용자 매뉴얼과 교육 콘텐츠를 통합 설계하거나, 정비 기술자료와 훈련 자료를 일체형 문서로 개발하는 방식은 정보 일관성을 확보하고 사용자 중심 설계 품질을 높이는 효과를 가져온다. 이는 개발 비용과 일정 단축에도 기여할 수 있다.
셋째, 조직적 측면에서 IPT(통합사업팀) 내 협업 구조가 필요하다. HSI 전문가와 IPS 실무자가 동시에 참여하는 상설 협의체를 구축하고, 이를 통해 기술자료의 상호 연동, 요구사항 조율, 설계 피드백 반영 등 전주기 관리 기능을 수행할 수 있어야 한다. 특히, 개발 초기에는 인간요소공학(HFE)과 훈련 요소에 집중하고, 운용단계로 갈수록 정비 지원 및 성능지속성 요소로 확장하는 단계별 적용 유연성도 확보되어야 한다.
넷째, 운용 환경에서의 피드백과 체계 발전을 반영할 수 있도록 통합 검토 체계를 마련해야 한다. 예를 들어, 초기에는 교육요소를 강화했지만 운용 결과 정비 효율성 향상이 보다 시급한 과제로 확인된 경우, 자원 및 역량을 정비계획 중심으로 재조정할 수 있는 절차가 필요하다.
다섯째, 전력화 이후에도 지속 가능한 통합 유지관리 체계를 확보해야 한다. HSI 및 IPS 관련 산출물은 일회성 문서로 종결되는 것이 아니라, 후속 개량 사업이나 운용환경 변화에 따라 지속적으로 업데이트되어야 한다. 이를 위해 군수지원 정보체계와 연동되는 표준화된 데이터 구조와 지속 관리 체계를 구축하고, 정비지침서, 기술교범, 교육 자료 등이 최신성을 유지하고 후속 설계 기반 자료로 활용될 수 있도록 관리해야 한다.

5. 결론 및 제언

우리 군은 오랜기간 축적된 기술력을 바탕으로 다양한 군수품을 개발해 왔으며, 최근에는 K-방산 수출 증가라는 가시적인 성과를 이루고 있다. 그러나 지속적인 수출 유지와 저출산에 따른 병력감소 시대를 고려할 때 안정적인 체계 운용을 위해서는 전통적인 군수품 획득 절차에서 벗어나, 선진국형 프로세스로의 전환이 요구된다.
그 대표적인 사례로 DoDD 5137.02 및 DoDI 5000.88에서 제시하고 있는 SE 수행에 필요한 기술 활동 6개 분야(HSI, 신뢰성 등)를 적용하는 것이다. 다행히 대부분의 영역은 현재 우리 군에서 IPS 12대 요소, 단종부품관리 등으로 획득단계에서 일부 산발적으로, 여러 형태로 적용되거나 검토 중이므로 이를 보다 체계적으로 통합하는 HSI 개념의 도입이 가능할 것으로 판단된다.
그러나 최근 수출 장비를 포함하여, 사회 전반에서 요구되는 운용자 중심의 편의성 향상과 효율적인 관리·운용 유지를 위한 인간 요소 반영은 여전히 부족한 실정이다. 이를 보완하기 위해서는 HSI를 우리 군의 획득 및 운영 과정에서 적극적으로 적용해야 하며, 단기간 내에 선진국 제도를 그대로 적용하기는 현실적으로 어려우므로, 우리 군의 실정에 적합한 HSI 체계 정립이 필요하다. 따라서 국방 유관 기관들이 유기적으로 협업하고 대내·외 환경 변화와 무관하게 관리 및 운영이 지속가능한 HSI 거버넌스 체계(조직과 법적 근거 등)를 구축할 것을 제안한다.

REFERENCES

Australian Government Department of Defense. 2010. Human systems integration is worth the money and effort! The argument for the implementation of Human Systems Integration processes in Defence capability acquisition. Canberra (AU). Australian Government Department of Defense.

Balckwood, M, Kaempf, G, and Upton, J 1988. MANPRINT (Manpower and Personnel Integration program) primer. Alexandria (VA). U.S. Army Research Institute for the Behavioral and Social Sciences. Report No.: ADA197681.

Booher, HR 1997. Human factors integration: cost and performance benefits on Army systems. Aberdeen Proving Ground (MD). U.S. Army Research Laboratory. Report No.: ARL-CR-341.

Booher, HR 2003. Handbook of human system integration. Hoboken (NJ). Wiley-Interscience.

Choi, CH 2019. A Case Study on Application of R&D Quality Assurance to Secure High Quality for Military Supplies. J. Korean Soc. Qual. Manag 47(1):151-162.

DAPA (Defense Acquisition Program Administration). 2024. Systems engineering technical review guide book. Daejeon (KR). DAPA.

Defence Research and Development Canada. 2008. The development and validation of a Human Systems Integration (HSI) program for the Canadian Department of National Defence (DND). Ottawa (CA). Defence Research and Development Canada.

Defense Agency for Technology and Quality (KR). 2023. Research on the introduction plan of system safety in weapon systems. Daejeon (KR). DATQ.

Department of Defense (US). 2020a. Directive 5137.02: Under Secretary of Defense for Research and Engineering (USD(R&E)). Washington (DC). Department of Defense.

Department of Defense (US). 2020b. Instruction 5000.88: Engineering of defense systems. Washington (DC). Department of Defense.

Department of Defense (US). 2022a. Directive 5000.01: The defense acquisition system. Washington (DC). Department of Defense.

Department of Defense (US). 2022b. Instruction 5000.95: Human systems integration in defense acquisition. Washington (DC). Department of Defense.

Department of the Army (US). 2022. AR 602-2: Human systems integration in the system acquisition process. Washington (DC). Department of the Army.

Global Firepower. 2025. Global military strength ranking [Internet]; [cited 2025 Jun 5]. Available from: https://www.globalfirepower.com/countries-listing.php.

Hewitt, G 2003. Human factors assessments in investment analysis: definition and process summary for cost, risk, and benefit. Washington (DC). Federal Aviation Administration.

Jung, IH, Seo, SW, and Jang, BK 2017. A case study on the quality control strengthening in development phase of weapon systems, J. Korean Soc. Qual. Manag 45(3):349-364.

Korea Policy Briefing. 2023. Defense-related design innovation through inter-ministerial cooperation [Internet]; [cited 2025 Jun 5]. Available from: https://www.korea.kr/news/policyNewsView.do?newsId=148933993.

NASA. 2021. Human systems integration handbook. Washington (DC). National Aeronautics and Space Administration. p 363.

National Assembly Budget Office (KR). 2023. Export trend of the Korean defense industry [Internet]; [cited 2025 Jun 5]. Available from: https://eiec.kdi.re.kr/material/pageoneView.do?idx=1666.

Office of the Under Secretary of Defense for Research and Engineering (US). 2021. Systems engineering guidebook. Washington (DC). Department of Defense.

Office of the Under Secretary of Defense for Research and Engineering (US). 2022. Human systems integration guidebook. Washington (DC). Department of Defense.

Pew, RW, and Mavor, AS 2007. Human-system integration in the system development process: a new look. Washington (DC). National Academies Press.

SAE International. 2023. SAE 6906: Standard practice for human systems integration. Warrendale (PA). SAE International.

Tvaryanas, AP, Cooks, A, Orr, H, and Kaminski, L 2014. Human systems integration (HSI) tradeoff model. Wright-Patterson (OH). Air Force Research Laboratory, Human Effectiveness Directorate. Report No.: AFRL-RH-WP-TR-2014-0031.

UK Ministry of Defence. 2021. Human factors integration for defence systems. Part 1: Directive. JSP 912. London (UK). UK Ministry of Defence.

US Air Force. 2009. Air Force human systems integration handbook. AFD-090121-054. Washington (DC). Department of the Air Force.

US Air Force. 2009. Human systems integration requirements pocket guide. Washington (DC). Department of the Air Force.

Seo, WB, Yim, SO, Choi, YH, and Kim, BH 2020. A Case Study on Application of R&D Quality Assurance to Secure High Quality for Military Supplies. J. Korean Soc. Qual. Manag 48(3):521-534.

Figure 1
HSI programs (Examples include: (a) the Manning Affordability Initiative in the U.S. Navy, (b) the Human Factors Integration Program in the United Kingdom, (c) the HSI Liveware Initiative of the U.S. Air Force, and (d, e) the MANPRINT Program of the U.S. Army) (DRDC, 2008)
jksqm-53-3-299f1.jpg
Figure. 2
Comparison of System Life Cycle Models (SAE, 2023; NASA, 2021)
jksqm-53-3-299f2.jpg
Figure 3
HSI Trade-off Study Factors (SAE International, 2023)
jksqm-53-3-299f3.jpg
Table 1
Issues and Concerns samples(USAF, 2009)
Domain Issues and Concerns
HFE
  • 1. Does the materiel solution being discussed present any significant challenges, implications or constraints in the following areas:

    • Work/living space (especially number/size of berthing spaces)

    • System or display integration

    • Operability/Maintainability

    • Anthropometry/Ergonomics

    • Automation

    • Ambient environment

  • 2. Does the materiel solution require a new system interface or modification to an existing interface?

  • 3. Does the materiel solution require new forms of collaboration between humans and/or across systems?

  • 4. Are there new lighting conditions? (night, all weather)

  • 5. Is there special gear required that may impact task performance (Mission Oriented Protective Posture (MOPP) gear, cold weather gear)?

  • 6. Are there manpower or personnel issues that may impact the system interface (anthropometry)?

  • 7. Will new technology impact the interface (automation, aiding)?

  • 8. Does the materiel solution require the performance of additional tasks?

  • 9. Are there specific performance thresholds and objectives that affect the outcome of the mission?

  • 10. Are there time limitations for task accomplishment?

  • 11. Are there accuracy requirements for task accomplishment?

Habitability
  • 1. Does the system exhibit unacceptable conditions that might affect human performance capabilities (i.e., vision, olfaction, taste, hearing, reaction time, motor skills, strength, and cognitive skills)?

  • 2. What is the overall acceptability of the physical environment (i.e., noise, lighting, odor, temperature control, humidity, temperature, and contaminants)?

  • 3. Have personnel services (i.e., nutrition, water, sleep, exercise, medical care (preventive, diagnostic, treatment) been considered?

  • 4. Were living conditions (i.e., personal hygiene, body waste management, crew quarters, mess, exercise area, recreation, trash, stowage, etc.) considered?

Table 2
Sample Language for FP&S KPP(USAF, 2009)
Domain Issues and Concerns
Mandatory KPP Force Protection KPP:
Consider the impact of thermal stress on the humans associated with the system.
Domains: HFE, SOH, Training, Survivability
Sample Language for CDD/CPD Section 6 Threshold: In each configuration, the XX imposes a lesser thermal burden on the aircrew than the flight equipment it replaces. Specifically, the XX will enable non-helicopter pilots to tolerate brief (30-minute) exposures to hot, humid environments (90°F and 85% relative humidity), cool rapidly upon entering a representative cockpit environment (70°F and 40% relative humidity), and continue to minimize thermal burden for the maximum typical daily sortie duration (MTDSD), as defined in Appendix F.···
Table 3
Reported Benefits of HSI in Defense(Australian DoD, 2010)
Author Benefit
GAO(2003) Focused on HSI early in the DD(X) destroyer program, reducing the workforce by 70% and saving $18 billion over the life of the 32 destroyers
Malone et al. (2003) Staffing requirements on a fast transport ship were reduced from 47 to 12.
Workload was reduced by 30% through technology adoption and increased automation
Johnson et al. (2005) A 25% workforce reduction was achieved on LHD amphibious assault class ships, resulting in $1 billion in lifecycle savings per ship.
Anderson et al. (1998) The DD21 program reduced staffing levels by 144 sailors (from 188 to 44), resulting in $9.4 million in annual cost savings and $11.3 billion in total savings over 30 years, assuming 40 ships. Cost savings in dollars
Anderson et al. (1997) Reduced manning levels on aircraft carriers by 11%, while reducing the time it takes to launch and recover aircraft by 20%.
Lizza et al. (2008) Manpower, personnel, and training related to the F-22.
A $2 million analysis found an estimated $700 million in lifecycle cost savings. Subsequent workforce implementations are estimated to result in $3 billion in savings.
Dollar lifecycle cost savings
Tvaryanas (2006) Highlighted HF causes of UAV accidents concluded that HSI must be considered in the design of these devices.
Hunn and Heuckeroth (2006) A method was proposed for using the IMPRINT model to assess the level of operator workload associated with a shadow UAV.
TOOLS
PDF Links  PDF Links
PubReader  PubReader
ePub Link  ePub Link
Full text via DOI  Full text via DOI
Download Citation  Download Citation
  Print
Share:      
METRICS
0
Crossref
615
View
14
Download
Related article
Editorial Office
1806, 310, Gangnam-daero, Gangnam-gu, Seoul, 06253, Korea
TEL: +82-2-563-0357   FAX: +82-2-563-0358   E-mail: ksqmeditor@ksqm.org
About |  Browse Articles |  Current Issue |  For Authors and Reviewers
Copyright © The Korean Society for Quality Management.                 Developed in M2PI
Close layer
prev next